Преобразователь напряжение-частота

[jurkom]

[uquote="B@R5uk",url="/forum/viewtopic.php?p=4255901#p4255901"]Ооооо! Это однозначно означает, что оцифровка должна производиться по месту. Другому просто нет пути. Иначе вы замучаетесь настраивать передачу сигнала так, чтобы его фронты не искажались и не размывались (а ведь есть ещё шумы и наводки!). Проблемой будет не то что 12 бит получить, 8 бит может не взлететь.[/uquote]
А причем здесь фронты, шумы?
Вы по телефону разговариваете через АТС при расстояниях до другого абонента в несколько километров. И частота голоса не изменяется.
А оцифровка и производится по месту путём преобразования сигнала в частоту. Частота передается через развязку, которая никак не может её изменить.
После развязки значение этой частоты измеряется, коректируется, масштабируется и употребляется для дальнейших расчетов.
И 12 кГц намного меньше, чем частота I2C, USART, SPI.
А если промодулируете этой частотой ВЧ сигнал, то и далеко-далеко передать сможете.
Новое - хорошо забытое старое. Много старых решений при употреблении современной элементной базы творят чудеса.
Когда-то небыло дельта-сигма с 24 битами, но задачи прецизионных измерений решали. Тогда приходилось мозги включать, разные структуры придумывать.

[electroget]

jurkom,
Так на каком решении вы определились? С ПНЧ или без ПНЧ?

[jurkom]

[uquote="electroget",url="/forum/viewtopic.php?p=4255919#p4255919"]Для шины I2C есть гальваноразвязка ADUM.
Но это если вариант с АЦП ADS1115 "по месту" реализуем.[/uquote]
Как на Вашем предложении развязать цепи, если между ними иногда 10 кВольт бывает?
Тут или хороший трансформатор, или светодиод-фотодиод с промежутком между ними сантиметров 30.
Стоимость комплектации этого преобразователя (схему см. выше) по нашим средним ценам

Для скептиков можно умножить на два.
Сравните с Вашим предложением.

Добавлено after 1 hour 58 minutes 36 seconds:
[uquote="electroget",url="/forum/viewtopic.php?p=4256705#p4256705"]Так на каком решении вы определились? С ПНЧ или без ПНЧ?[/uquote]
Конечно, что с ПНЧ.
Почему, смотрите выше. Такие условия работы. Вариантов немного.
И по реализации, и по цене.
В годы моей молодости соседи по лаборатории такой девайс использовали. Я им плату разводил, рисовал, травил. А дальше они сами с ним возились. Но не обращались, значит работал.

Radio-1987-10.zip

(312.7 КБ) 127 скачиваний

У них стоял универсальный регистратор - частотомер Ч3-54 с выводом результатов измерений на перфоленту, которую они загружали потом в небольшой микроконтроллер "Наири-2" для обработки результатов.

Добавлено after 28 minutes 44 seconds:
[uquote="Mickle",url="/forum/viewtopic.php?p=4255849#p4255849"]Функция термокомпенсации.[/uquote]
Спасибо!
Где то в подсознании подозревал это.
Больше склонялся к тому, что наверное через него идет со стабилитрона ток цикла разрядки интегратора. Но резистор R12 ....
Я бы для этого всё-таки использовал не напряжение питания.
Напряжение со стабилитрона там используется для смещения функции преобразования.

[electroget]

[uquote="jurkom",url="/forum/viewtopic.php?p=4256717#p4256717"]Как на Вашем предложении развязать цепи, если между ними иногда 10 кВольт бывает?
...
Стоимость комплектации этого преобразователя (схему см. выше) по нашим средним ценам[/uquote]
Никак. Но тот преобразователь за 1 доллар который на схеме их польского журнала, тот тоже никак не обеспечивает развязку цепей 10 килоВольт.

[tonyk]

Вот как раз ПНЧ относительно просто развязать даже на 10кВ, тем более для сигнала на 12кГц. Высоковольтный трансформатор в помощь. Ессно, нужен будет заказной, с усиленной изоляцией. Делал подобное на 6.3кВ. У меня частота сигнала была 50Гц, поэтому транс был не маленький, тор диаметром около 60мм. Думаю, тут будет не меньше из-за геометрии, чтобы держать эти 10кВ. Надеюсь, что у ТС знания об изготовлении плат на высокие напряжения есть.
Если развязывать на оптронах, то делают на парах из свето- и фотодидов, что выше уже предлагали.

[electroget]

[uquote="tonyk",url="/forum/viewtopic.php?p=4256808#p4256808"]ПНЧ относительно просто развязать даже на 10кВ, тем более для сигнала на 12кГц. Высоковольтный трансформатор в помощь.[/uquote]
Ага, пусть ТС покажет когда сделает такой трансформатор.

[B@R5uk]

[uquote="jurkom",url="/forum/viewtopic.php?p=4256701#p4256701"]А оцифровка и производится по месту путём преобразования сигнала в частоту. Частота передается через развязку, которая никак не может её изменить.[/uquote]Вы не понимаете, что такое оцифровка. Преобразование напряжения в частоту ею не является. Напряжение после преобразования может быть прямоугольным с крутыми фронтами и фиксированной амплитудой, но это всё ещё аналоговый сигнал, потому что информация в нём зашифрована в частоте, которая меняется плавно, пробега весь диапазон значений между величинами X и Y. Цифровые же данные всегда имеют дискретный набор значений. Именно поэтому их передача по зашумлённому каналу связи позволяет восстановить данные без потерь, пока величина шума меньше величины дискрета. В SPI, I2C и USART несущая частота и амплитуда может плавать в определённых пределах и это никак не скажется на передаваемых данных. В случае же вашего аналогового сигнала, если не позаботится о качестве его передачи, то искажения формы/наличие помех скажется на измеряемой величине частоты (в большей или меньшей степени). В этом концептуальная разница.

Я понимаю, что вы уже сделали свой выбор, и вас не переубедить, но всё же я попытался дискуссии ради. Как говорится, моё дело предложить.

[jurkom]

[uquote="electroget",url="/forum/viewtopic.php?p=4256791#p4256791"]Никак. Но тот преобразователь за 1 доллар который на схеме их польского журнала, тот тоже никак не обеспечивает развязку цепей 10 килоВольт.[/uquote]
Дело преобразователя - преобразовать измеряемый сигнал в пропорциональную частоту. С возможно малыми отклонениями.
А дело развязки - уйти от громадной разницы потенциалов.
В той части схемы есть своё питание, но возиться с ним геморно. Поэтому будем работать от батарейки. Например Li-Ion аккумулятора, от мобильника.
Стоят недорого, доступны. Раз в два дня, через ночь, зарядить можно. Схема потребляет немного. Думаю, в 100 мА с нынешней элементной базой укладусь. Это не смартафон с его 1,5 - 2А потреблением.

Добавлено after 12 minutes 40 seconds:
[uquote="electroget",url="/forum/viewtopic.php?p=4256815#p4256815"]Ага, пусть ТС покажет когда сделает такой трансформатор.[/uquote]
У каждого дома когда-то был он. В телевизоре. Звали его "Трансформатор ТДКС". И исправно работал он годами. Но там моща была. У нас просто передать импульсы, поэтому он будет меньше.

Добавлено after 1 hour 54 minutes 36 seconds:
[uquote="tonyk",url="/forum/viewtopic.php?p=4256808#p4256808"]Вот как раз ПНЧ относительно просто развязать даже на 10кВ, тем более для сигнала на 12кГц. Высоковольтный трансформатор в помощь. Ессно, нужен будет заказной, с усиленной изоляцией. Делал подобное на 6.3кВ. У меня частота сигнала была 50Гц, поэтому транс был не маленький, тор диаметром около 60мм. Думаю, тут будет не меньше из-за геометрии, чтобы держать эти 10кВ. Надеюсь, что у ТС знания об изготовлении плат на высокие напряжения есть.
Если развязывать на оптронах, то делают на парах из свето- и фотодидов, что выше уже предлагали.[/uquote]
Частота у нас прямоугольная, не синус. Мощность не передаётся. Поэтому во вторичной обмотке ловим фронты и спады сигнала. Трансик небольшой получается даже для низких частот. Главное - хорошо изолировать обмотки от сердечника, которые расположены на сердечнике раздельно. Думаю, тут фторопластовая лента поможет. ФУМ называется.

Оптроны здесь не подойдут. Но промодулируем частотой светодиод и будем светить на другую плату с фотодиодом. Дома, каждый из нас, ленясь вставать с дивана, командует телевизором, кондиционером и т.п. на расстоянии 3-4 м. Частота там 36 кГц (RC-5).

[vlasovzloy]

Оптоволоконный кабель еще забыли

Добавлено after 46 seconds:
В тослинке емнип обычные скоростные светодиод фотодиод

[electroget]

[uquote="vlasovzloy",url="/forum/viewtopic.php?p=4256902#p4256902"]Оптоволоконный кабель еще забыли[/uquote]
Оптику (любую) убираем. Уровень технологий задан потолком - строчный трансформатор от кинескопного телевизора.
P.S.
Профессиональный подход, кстати. В начале разработки задаются все возможные ограничения на разработку. Против такого (подхода) и не попрёшь.

[jurkom]

[uquote="B@R5uk",url="/forum/viewtopic.php?p=4256860#p4256860"]Вы не понимаете, что такое оцифровка. Преобразование напряжения в частоту ею не является. Напряжение после преобразования может быть прямоугольным с крутыми фронтами и фиксированной амплитудой, но это всё ещё аналоговый сигнал, потому что информация в нём зашифрована в частоте, которая меняется плавно, пробега весь диапазон значений между величинами X и Y. Цифровые же данные всегда имеют дискретный набор значений. Именно поэтому их передача по зашумлённому каналу связи позволяет восстановить данные без потерь, пока величина шума меньше величины дискрета. В SPI, I2C и USART несущая частота и амплитуда может плавать в определённых пределах и это никак не скажется на передаваемых данных. В случае же вашего аналогового сигнала, если не позаботится о качестве его передачи, то искажения формы/наличие помех скажется на измеряемой величине частоты (в большей или меньшей степени). В этом концептуальная разница.[/uquote]
Наверное, меня плохо учили. Хотя несколько раз прочитал вот это.
ШаховЭК Интегрирующие разверт преобразов напряжения

Но каждая задача имеет свои параметры и под неё мы проектируем оборудование.
Мы на пенсии. Спешить некуда. Постоянная времени датчика секунд 20. Поэтому 500 мс на измерение частоты - немного.

Из жизни.
В далеком 1978 году на Всесоюзной конференции один аспирант делал доклад о 10-разрядном АЦП в кодах Фибоначчи. Частота преобразования у него была 8 кГц, по тем временам большая. Ну и метрология соответствующая.
Подходит профессор и спрашивает:
- "А что Вы измеряете, и каким датчиком?"
- Температуру. Датчик ТСМ.
- А зачем Вам измерять 8 тысяч раз в секунду, когда у Вас данные будут достоверны только через 3 секунды?

Добавлено after 24 minutes 13 seconds:
[uquote="electroget",url="/forum/viewtopic.php?p=4256903#p4256903"][uquote="vlasovzloy",url="/forum/viewtopic.php?p=4256902#p4256902"]Оптоволоконный кабель еще забыли[/uquote]
Оптику (любую) убираем. Уровень технологий задан потолком - строчный трансформатор от кинескопного телевизора.
P.S.
Профессиональный подход, кстати. В начале разработки задаются все возможные ограничения на разработку. Против такого (подхода) и не попрёшь.[/uquote]
А где Вы видели строчный трансформатор? Написано, что развязка через оптоканал с воздушным промежутком. Частота то у нас не больше 12 кГц.
Строчник был упомянут, как пример трансформатора с небольшими габаритами для развязки нескольких десятков киловольт.
Сколько будет стоить оптрон на 10 кВ и плата к нему из соответствующих материалов и конструкции, а сколько свето- и фотодиод на разных платах?
Известно, что лучший изолятор - вакуум. Воздушный зазор - тоже неплохо.

На оптоволокне могут образоваться отложения, через которые начинает течь, хоть маленький, но мешающий ток.
С этим знаком хорошо. У племяника фирма интернет-провайдинга. Они по сёлам до 4 км волокна в месяц ложат. В карантин пришлось заменять ребят. И варить, и обрывы рефлектометром искать.

[Mickle]

Уже 2-я страница обсуждения, но всё ещё неизвестны:
1) диапазон входного напряжения ПНЧ,
2) минимальное входное сопротивление,
3) требуемая чувствительность, ограниченная шумами в полосе частот,
4) рабочий диапазон температур,
5) допускаемая погрешность преобразования, включая нелинейность, смещения нуля и масштаба в рабочем диапазоне температур.
Исходя из этого уже можно плясать в сторону бюджета погрешности и выбора комплектующих, расчёта режимов и т.д.

[tonyk]

Думаю, тут фторопластовая лента поможет. ФУМ называется.

Сомневаюсь. Мне делали трансы со специальной изоляцией из какой-то плёнки, и это точно не фторопласт. Сейчас используют другую, название из головы вылетело.

Оптроны здесь не подойдут.

Как раз наоборот. Такое решение очень широко используется в горной и высоковольтной технике. Ессно, пары закрывают от внешей засветки и друг от друга.

Недавно видел ещё интресный вариант развязки, когда на плате с двух сторон печатью были нарисованы обмотки ВЧ-транса и была сделана простейшая схема модулятор-демодулятор.

[jurkom]

[uquote="tonyk",url="/forum/viewtopic.php?p=4256943#p4256943"]Сомневаюсь. Мне делали трансы со специальной изоляцией из какой-то плёнки, и это точно не фторопласт. Сейчас используют другую, название из головы вылетело.[/uquote]
Да. Фторопластовая пленка дорогая. Вам, наверное делали изоляцию из полиэтилентерефталата. Его в конденсаторах применяют. Он доступнее и значительно дешевле.
Полиэтилентерефталат
[uquote="tonyk",url="/forum/viewtopic.php?p=4256943#p4256943"]Как раз наоборот. Такое решение очень широко используется в горной и высоковольтной технике. Ессно, пары закрывают от внешей засветки и друг от друга.
Недавно видел ещё интресный вариант развязки, когда на плате с двух сторон печатью были нарисованы обмотки ВЧ-транса и была сделана простейшая схема модулятор-демодулятор.[/uquote]
Плоский импульсный трансформатор. Когда-то в видеомагнтофонах с его помощью передавали сигнал с видеоголовок. Они вращались. А там, между прочим, микровольты.
Но, при таких напряжениях только воздух или керамика. Не зря на платах импульсных блоков питания фрезеруют отверстия для развязки низковольтной части от высоковольтной. А там всего лишь 400 Вольт.

[tonyk]

Но, при таких напряжениях только воздух или керамика

Да ну! Всего-то 10кВ. И воздух как изолятор самое фиговое что может быть.

Не зря на платах импульсных блоков питания фрезеруют отверстия для развязки низковольтной части от высоковольтной

Почти зря. Вырез в плате- это фуфлогонство чистой воды. Как дополнительный барьер сойдёт, пусть будет, но считать его способом изоляции- грубейшая ошибка. Достаточно прочитать требования к платам в части стойкости к высоким напряжениям, причём, хоть ГОСТ, хоть IEC. В стандартах есть справочные данные, из которых становится понятно, что вырез в плате подобен ночной рубашке невесты в брачную ночь.

[Динозавр]

tonyk,--- справочные данные, из которых становится понятно ---
А грязь на поверхности ?

[tonyk]

А грязь на поверхности ?

Сразу видно, что вопрошающий не читал ни наши, ни буржуйские стандарты, а в придачу не знает, как изготавливаются высоковольтные платы.
У буржуев есть даже характеристика под названием "степень загрязнения". Наши стандарты в этом вопросе используют другой подход.

[Jurkin]

Ндя... проблему вы тут высасываете прямь из пальца
Да хоть 100 кВ. Рассказываю как дёшево решить проблемку. Идёте на авторазборку и выпрашиваете убитые, утопленные, вообщем неисправные автомафоны или автоусилители звуковые у которых звук\управление передаётся по оптике. Оптика в атмобильной аудиоаппаратуре появилась достаточно давно и присутствует она в том числе и в аппаратах которые давно уже никто не пользует. Там же из проводок можно надрать и световодов. Если провода свалки сдают на медь, то оптика им по любому не нужна - ещё спасибо скажут что провода от пластмассы очистили
Могу отсыпать, у меня этого брахла накопилось ....

Спойлер

[tonyk]

Рассказываю как дёшево решить проблемку.

Я занимаюсь промышленным оборудованием, а не лепкой из говна котлетки. Посему комплектация со свалки не канает.

Для тех, кто не в курсе, ибо не читает требования стандартов безопасности. Есть требование, чтобы разрушение одного элемента схемы на "горячей" стороне не приводило к разрушению элементов на "холодной". По этой причине в ряде применений нельзя использовать никакие элементы для связи "горячей" и "холодной" сторон, поэтому используют отдельные свето- и фотодиоды для передачи сигналов даже на одной плате.

[diplodok]

LM331N, Прецизионный конвертор напряжение-частота

Но не $1